KR19990082635A - Method for determining coating thickness from electrically conductive material - Google Patents
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Abstract
전기 전도성의 재료로 된 코팅두께를 결정하기 위한 방법에 있어서, 측정오류는 규격화 방법을 사용해 무차원 규격값으로 변환된다. 이 변환에서, 예를 들어, 온도 드리프트 (temperature drift) 및 지지체의 기본원소의 전기적, 자기적 특성의 상이에 의한 측정오류가, 광범위하게 제거될 수 있다. 검정곡선을 사용해 이 규격값은 코팅두께 값으로 변환된다.In a method for determining a coating thickness of an electrically conductive material, a measurement error is converted to a dimensionless specification value using a standardization method. In this transformation, measurement errors due to, for example, temperature drift and differences in the electrical and magnetic properties of the base element of the support can be extensively eliminated. This specification value is converted to coating thickness value using a calibration curve.
Description
지금까지는 실제로 크롬 도금된 부품들은, 예를 들어, 뢴트겐 형광방법으로 측정되었다. 하지만, 이 방법은 비용이 비싸고 시간이 든다. 또한 소위 유도성 측정방법이 적용된다. 그러나 이 경우에는 표면 위에서 단지 점표면의 측정만이 가능하고 실제로 사용하기 위해서는 고도의 위치 정확도가 필요하다. 양 방법에 있어서, 발생하는 측정 오류는 제거되기가 상당히 어렵다.Until now, chrome-plated parts have actually been measured, for example, by the fluorescent fluorescence method. However, this method is costly and time consuming. The so-called inductive measurement method is also applied. In this case, however, only the surface of the point surface can be measured on the surface, and a high degree of position accuracy is required for practical use. In both methods, the measurement errors that occur are extremely difficult to eliminate.
본 발명은 전기 전도성의 재료로 된 코팅, 특히, 크롬코팅의 두께를 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating of electrically conductive material, in particular to a method for determining the thickness of a chrome coating.
도 1은 측정 장치의 도식적 구조를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a schematic structure of a measuring apparatus; Fig.
도 2는 결정되어야 하는 코팅두께 a에 대한 측정코일의 유도성 인덕턴스 L의 진행을, 상이한 간격 및 결정되어야 하는 코팅 아래에 있는 재료의 상이한 물성 α 또는 β의 경우에, 나타낸 그래프.Figure 2 shows the progress of the inductive inductance L of the measuring coil relative to the coating thickness a to be determined, in the case of different physical properties α or β of the material under the different spacing and coating to be determined.
도 3은 측정코일과 측정대상 사이의 도 2에서 사용된 상이한 간격사이의 관계를 도시한 도면.Fig. 3 shows the relationship between the different intervals used in Fig. 2 between the measurement coil and the measurement object; Fig.
도 4는 코팅두께 a에 대한 규격값 Me의 진행을 나타낸 그래프.4 is a graph showing the progression of the standard value Me for the coating thickness a.
도 5는 방법에 대한 블록 도식도.5 is a block diagram of a method.
도 6은 코팅두께 a에 대한 규격값 Me의 진행을 나타낸 그래프.6 is a graph showing the progression of the speci fi c value Me against the coating thickness a.
도 7은 변경된 방법에 대한 추가의 블록 도식도.Figure 7 is a further block diagram of a modified method.
도 8은 측정 방법에서 사용된 검정물체의 변화를 도시한 도면.8 is a view showing a change of a black object used in the measurement method;
도 9는 측정 방법에서 사용된 측정체의 변화를 도시한 도면.9 is a view showing a change of the measuring object used in the measuring method;
청구범위 독립항의 특징을 가진, 전기 전도성 물질로된 코팅(층)의 두께를 결정하기 위한 본 발명에 의한 방법은, 상기 선행기술에 비하여, 발생하는 측정오차가 철저히 제거될 수 있다는 이점을 갖는다.The method according to the present invention for determining the thickness of a coating (layer) made of an electrically conductive material with the features of the claim independent feature has the advantage that the measurement error that occurs can be thoroughly eliminated compared with the prior art.
특히 대량생산으로 제조되는 피복부분(코팅부분)은 연속적으로 수행되는 측정공정에서 검사될 수 있다. 경우에 따라 있는 본체의 물질성질의 변동, 및 예컨대 오염이나 마모에 의해 생기는, 측정코일과 피결정 측정물체 사이의 간격의 차이(상이)도 제거될 수 있다. 그럼으로써 결정되는 코팅의 두께에 관해 대단히 신뢰성있고 명백한 확언을 할 수가 있다.Particularly, the coating portion (coating portion) produced by mass production can be inspected in a continuous measurement process. Variations in the material properties of the body in some cases, and the difference (difference) in the distance between the measurement coil and the measurement object, for example caused by contamination or abrasion, can also be eliminated. Thereby making a very reliable and unambiguous affirmation of the thickness of the coating to be determined.
청구범위의 독립항에 기재된 조치에 의해 독립항에 제시된 방법의 유리한 추가양태 및 개선양태가 얻어질 수 있다.Advantageous further aspects and modifications of the method presented in the independent claims by the measures described in the independent claims of the claims can be obtained.
첨부하는 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 다음에서 보다 상세히 설명한다.Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 측정 방법은 소위 유도성-와전류 측정원리에서 기초한다. 도 1에서는 그것을 위해 사용된 센서(10)가 구조적으로 나타나 있다. 센서(10)는 본체(12)(basic body)의 오목부(11)에 장착되어 있고 보빈(13)으로 구성되어 있으며, 그 보빈에는 예를 들어, 4㎒의 고주파 교류가 흐르는 코일(14)이 장착되어 있다. 코일(14)은, 예를 들어, 플랫코일(flat coil) 또는 링코일로써 형성될 수 있다. 보빈(13)은, 예를 들어, 플라스틱의 특히, 전기 전도성이 아니며 강자성체(ferromagnetic)가 아닌 재료로 구성되며, 오목부(11)에 거의 마찰없이 삽입된다. 주시해야 하는 부품(17)은, 이 부품(17)과 코일(14) 사이에 위치하는, 가이드(18)내에 장치되어 있다. 스프링(19)을 사용해 보빈(13)과 코일(14)은 부품(17)의 표면(20)쪽으로 압축된다. 표면(20)은 결정되어야 하는 코팅을 제시한다. 부품(17)은, 예를 들어, 분사밸브의 접합관일 수 있으며, 이때 코팅(20)은 크롬코팅을 나타낸다. 교류(alternating current)는 코일(14)을 통해 흐르기 때문에, 크롬코팅 (20) 뿐만 아니라 그 아래에 놓여있는 부품(17)의 강자성체 재료로 된 재료코팅을 관통하는, 교번 자계(교번 자장)가 생긴다. 유도성-그리고 와전류 효과가 본체(17)의 강자성체 재료에서 효과적인 반면에, 크롬코팅(20)에서는 와전류 효과만이 효과가 있다. 어떤 다른 부품이 없다면 발생될 관련 측정 효과들을, 다음에서 개별적으로 설명될 것이다. 코일(14)이 교류에 의해 관류되고 코일의 교번자계가 전기만 충분히 전도하고 강자성체는 아닌 재료 즉, 크롬코팅(20)만을 포괄하면, 그 부분은 코일의 교번자계에 의해 포착될 것이기 때문에, 소위 와전류 효과만이 작용하게 된다. 전기는 충분히 전도되나 강자성체는 아닌 재료에서 형성되는 와전류 때문에 코일(14)의 유도성 인덕턴스가 감소하는 결과가 나타난다.The measuring method of the present invention is based on the so-called inductive-eddy current measurement principle. In Fig. 1, the sensor 10 used for this is shown structurally. The sensor 10 is mounted on the concave portion 11 of the basic body 12 and is constituted by a bobbin 13. The bobbin includes a coil 14 through which a high frequency alternating current of, for example, Respectively. The coil 14 may be formed of, for example, a flat coil or a ring coil. The bobbin 13 is made of, for example, plastic, not particularly electrically conductive but ferromagnetic material, and is inserted almost without friction into the recess 11. The component 17 to be watched is placed in the guide 18, which is located between the component 17 and the coil 14. The bobbin 13 and the coil 14 are compressed toward the surface 20 of the component 17 using the spring 19. The surface 20 presents the coating to be determined. The part 17 can be, for example, a joint of the injection valve, wherein the coating 20 exhibits a chrome coating. Since alternating current flows through the coil 14, an alternating magnetic field (alternating magnetic field) is generated that penetrates the chromium coating 20 as well as the material coating of the ferromagnetic material of the underlying component 17 . Inductive - and eddy current effects are effective only in the ferromagnetic material of the body 17, whereas in the chromium coating 20 only eddy current effects are effective. The associated measurement effects that will occur if there are no other components will be described separately in the following. If the coil 14 is perfused by alternating current and the alternating magnetic field of the coil conducts sufficiently only electricity and covers only the material which is not a ferromagnetic material, that is, the chromium coating 20, the part will be captured by the alternating magnetic field of the coil, Only the eddy current effect works. The inductive inductance of the coil 14 is reduced due to eddy currents that are sufficiently conducted but formed from a material that is not a ferromagnetic material.
다음에서는, 코일에 마주하고 있는 강자성체의 재료 즉, 본체(17)의 재료에 대한, 교류에 의해 관류된 코일(14)의 자계의 작용을 이제 설명한다. 교류에 의해 관류된 코일의 교번 자계는 본체(17)의 재료를 포괄한다. 전기 전도성의 그리고 강자성체의 재료에 있어서 강자성체의 효과 뿐만 아니라 와전류 효과도 작용하는 것이 나타난다. 와전류 효과가 측정 코일의 유도성 인덕턴스의 감소를 유발하는 반면에, 강자성체 효과는 측정 코일의 유도성 인덕턴스의 증가에 영향을 미친다. 두 가지 효과중 우세한 것은 코일(14)을 관류하는 교류의 주파수에 따라 1차적으로 그리고 본체(17)의 재료 특성에 의해 좌우된다. 이 두가지 측정 효과를 크롬코팅(20)의 본체(17)에 적용해보면, 크롬코팅(20)이 두꺼워지면 질수록 자계는 더욱 약하게 형성되며 이로써 코일(14)의 유도성 인덕턴스가 약화된다고 확인할 수 있다. 도 2에서는 α1으로써, 크롬코팅(20)의 증가하는 두께에 대한 측정코일 (14)의 유도성 인덕턴스의 감소과정을 묘사하고 있는, 관련 측정곡선이 묘사되어 있다.Next, the action of the magnetic field of the coil 14, which has been perfused by alternating current, on the material of the ferromagnetic material facing the coil, that is, the material of the main body 17, will now be described. The alternating magnetic field of the coil passed by the alternating current covers the material of the main body 17. It is shown that not only the effect of the ferromagnetic material but also the eddy current effect in the electroconductive and ferromagnetic materials. While the eddy current effect causes a decrease in the inductive inductance of the measurement coil, the ferromagnetic effect affects the increase of the inductive inductance of the measurement coil. The predominance of the two effects depends primarily on the frequency of the alternating current passing through the coil 14 and on the material properties of the body 17. When these two measurement effects are applied to the main body 17 of the chromium coating 20, it can be confirmed that the thicker the chromium coating 20, the weaker the magnetic field is formed and the inductive inductance of the coil 14 is weakened . In Fig. 2, a related measurement curve depicting the process of decreasing the inductive inductance of the measurement coil 14 relative to the increasing thickness of the chromium coating 20 is depicted by? 1.
하지만, 코팅두께 (a)에 대한 유도성 인덕턴스의 측정곡선 진행은 본체 (17)의 재료상 특성에 달려있다. 즉, 예를 들어, 전기 저항, 재료의 투과성 그리고 코일(14)과 측정되어야 하는 표면(20)사이의 거리에 달려있다. 예를 들어, 오염 또는 보빈의 마모로 인하여 측정코일(14)과 크롬코팅(20)사이의 거리가 변하게 되면, 코팅두께 (a)에 대한 유도성 인덕턴스 L 진행의 상이한 특성곡선이 나타나게 된다. 도 2에서는 다양한 실례가 묘사되어 있다. 특성곡선 α2, α3 그리고 α4 들은 여기에서 측정코일과 주시해야 하는 크롬코팅 사이의 상이한 거리에서 하지만, 본체(17)의 동일한 재료의 특성에 있어서, 코팅두께(a)에 대한 유도성 인덕턴스 L의 진행을 묘사한다. 도 3에서는 코일 (14)과 주시해야 하는 크롬코팅(20) 사이의 간격(α) 크기가 묘사되어 있다. α1 에서 α4 까지 간격은 점점 더 커지는 것이 명백하다. 이에 반해 본체(17)의 재료의 소재상 특성이 변하게 되면, β1 에서 β4 까지의 특성곡선이 생기게 된다. β1 에서 β4 까지의 특성곡선은 다시금 본체의 두 번째 재료의 특성에 있어서 주시해야 하는 크롬코팅과 측정코일 사이의 간격에 대한 변동을 의미한다. 도 2의 도식에서는 한 측정된 유도성 인덕턴스값(L)에 다수의 코팅 두께의 다수가 할당될 수 있는 것이 명백하다. 유도성 인덕턴스 대신에 코일의 교류 저항값 또한 평가될 수 있다.However, the measurement curve progression of the inductive inductance to the coating thickness (a) depends on the material properties of the body 17. I. E., The electrical resistance, the permeability of the material, and the distance between the coil 14 and the surface 20 to be measured. For example, if the distance between the measurement coil 14 and the chromium coating 20 changes due to contamination or abrasion of the bobbin, a different characteristic curve of inductive inductance L progression to coating thickness a appears. In Figure 2, various examples are depicted. The characteristic curves alpha 2, alpha 3 and alpha 4 are here at different distances between the measuring coil and the chromium coating to be watched but in the same material properties of the body 17 the progression of the inductive inductance L to the coating thickness a . In FIG. 3, the magnitude of the spacing? Between the coil 14 and the chromium coating 20 to be watched is depicted. It is evident that the interval from alpha 1 to alpha 4 becomes larger and larger. On the other hand, when the material phase characteristics of the material of the main body 17 are changed, characteristic curves from? 1 to? 4 are generated. The characteristic curves from β1 to β4 again indicate the variation in the spacing between the chromium coating and the measuring coil that should be considered in the properties of the second material of the body. It is clear that in the schematic of FIG. 2, one measured inductive inductance value L can be assigned a number of multiple coating thicknesses. Instead of inductive inductance, the AC resistance value of the coil can also be evaluated.
본 발명의 측정 방법은 본체(17)의 재료의 특성 그리고/또는 측정코일(14)과 결정해야 하는 크롬코팅의 표면 사이의 간격이 변할 경우에, 측정코일(14)의 측정된 유도성 인덕턴스값 L과 크롬코팅(20)의 두께 사이의 명백한 상관관계를 가능하게 한다. 본 발명에 있어서 방법의 핵심은 발생된 측정오류를 제거하고 명백하게 상관시킬 수 있는 측정값을 결정하는 규격화를 실행하는 것이다.The measuring method of the present invention is advantageous in that the measured inductive inductance value of the measuring coil 14 is measured when the characteristic of the material of the body 17 and / or the distance between the measuring coil 14 and the surface of the chromium coating to be determined varies, L < / RTI > and the thickness of the chrome coating 20. The key to the method in the present invention is to implement a standardization that determines measurement values that can eliminate and clearly correlate generated measurement errors.
코팅 두께를 결정하기 위한 본 발명의 방법은 몇 개의 측정- 그리고 평가 단계로 실행된다. 본체(17)에 코팅하기 전에 소위 선측정에서 코일(14)의 유도성 인덕턴스값 L0이 결정된다. 이때에는 코일(14)은 가능한한 코일의 아직 코팅되지 않은 본체(17)의 해당 표면 (측정표면)위에 직접 놓여진다. 그래서 본체(17)의 재료에 대한 측정만이 이루어진다. 유도성 인덕턴스값 L0의 크기는 본체의 특성에 달려있고, 특히, 그것의 자기적 그리고 전기적 특성에 달려 있다. 본체(17)의 이 특성은 대량생산에서 변동이 있을 수 있다. 그 때문에 유도성 인덕턴스값 L0은 각각의 개별 본체(17)에 대한 측정을 시작할 때 결정되어야 하고 또한 데이터 저장기(메모리)에 할당가능하게 저장되어야 한다.The method of the present invention for determining the coating thickness is carried out with several measurement- and evaluation steps. Before coating the body 17, the inductive inductance value L 0 of the coil 14 in the so-called line measurement is determined. At this time, the coil 14 is placed directly on the corresponding surface (measuring surface) of the body 17 of the coil as yet uncoated as possible. Thus, only the measurement of the material of the main body 17 is performed. The magnitude of the inductive inductance value L 0 depends on the characteristics of the body, and in particular on its magnetic and electrical characteristics. This characteristic of the body 17 may vary in mass production. Therefore, the inductive inductance value L 0 should be determined at the beginning of the measurement for each individual body 17 and must also be stored in a data store (memory) in an allocatable manner.
이어서 이제 본체(17)에는 관련된 코팅장치에서 크롬코팅(20)이 마련된다. 그런후 두 번째 측정 즉, 위에서 언급한 선측정과 같이 본체(17)의 동일한 지점에서 실행되는 소위 재측정이 이루어진다. 그때, 측정코일(14)의 유도성 인덕턴스값 Lx이 생긴다.The body 17 is now provided with a chromium coating 20 in an associated coating apparatus. Then a so-called remeasurement is carried out which is carried out at the same point in the body 17 as in the second measurement, i.e. the line measurement mentioned above. At this time, the inductive inductance value L x of the measurement coil 14 is generated.
유도성 인덕턴스값 Lx의 크기는 특히, 크롬코팅(20)의 두께에 의해 그리고 본체(17)의 재료상 특성에 의해 결정된다. 두 개의 결정된 유도성 인덕턴스값 L0및 Lx는 항상 확실하게 그와 동일한 본체(17)에 할당될 수 있다. 이 두 개의 유도성 인덕턴스값 L0또는 Lx는 이제 알고리즘을 사용해 규격값으로 변형된다. 즉, 해당 코팅 두께에 할당될 수 있는 무차원 특성수로 변한다. 이 규격값 형성을 실행할 수 있기 위해서, 유도성 인덕턴스값 L∞이 결정되어야 한다. 검정물체(표준물체)에서 크롬코팅 만에 대한 측정이 실행될 경우에, 이 유도성 인덕턴스값 L∞이 얻어진다. 검정물체의 표면은 그때그때 두꺼운 크롬코팅을 가져야 하기 때문에, 그 코팅이 코일의 전체 자계를 막아서 검정물체의 강자성 기본물질에서는 유도 효과도 와전류 효과도 작용하지 않는다. 경우에 따라, 검정물체에 있어서 크롬 대신에 또한 다른 전기 전도성의 하지만 강자성체는 아닌 재료가 대체재로 사용될 수도 있다. 방정식 1과 관련하여 규격값 Me이 결정된다. 인수 1000은 '0'과 무한대 사이에서 임의로 변화될 수 있다.The magnitude of the inductance inductance value L x is determined in particular by the thickness of the chromium coating 20 and by the material properties of the body 17. The two determined inductive inductance values L 0 and L x can always be assigned to the same main body 17 with certainty. These two inductive inductance values L 0 or L x are now transformed to the nominal values using an algorithm. That is, the number of dimensionless features that can be assigned to the corresponding coating thickness. In order to be able to carry out this specification value formation, the inductive inductance value L ? This inductive inductance value L [ infinity] is obtained when measurements are made on the chrome coating alone in the black object (standard object). Since the surface of the black object must then have a thick chromium coating, the coating will block the entire magnetic field of the coil so that neither the induced effect nor the eddy current effect will be exerted on the ferromagnetic base material of the black object. In some cases, instead of chromium in the black object, other electrically conductive but not ferromagnetic materials may be used as a substitute. The standard value Me is determined with reference to equation (1). The argument 1000 can be arbitrarily changed between '0' and infinity.
Me = 측정값/규격값Me = measured value / standard value
L0= 유도성 인덕턴스값 ( 코팅되지 않은 본체)L 0 = inductive inductance value (uncoated body)
Lx= 유도성 인덕턴스값 ( 코팅 부분)L x = inductive inductance value (coating portion)
L∞= 유도성 인덕턴스값 ( 크롬으로 된 검정물체)L ∞ = inductive inductance value (black object with chrome)
도 4에서는 코팅두께(a)에 대해 방정식 (1)에 해당하는 규격화된 측정값 Me의 진행 γ이 묘사되어 있다. 도 2에서 묘사된 상이한 곡선들은 결정되는 규격값 Me의 거의 감소하고 있는 진행 γ을 나타낸다. 도 2에 반해 도 4로부터는 코팅(20)의 두께에 대해 규격값 Me이 명백히 할당될 수 있는 것이 분명하다.Figure 4 depicts the progression gamma of the normalized measurement Me corresponding to equation (1) for the coating thickness (a). The different curves depicted in FIG. 2 represent a progressive gamma that is decreasing substantially with the determined specification Me. 2, it is clear from FIG. 4 that the specification value Me can be clearly assigned to the thickness of the coating 20.
방정식 1을 사용함에 의해, 측정코일과 결정해야 하는 코팅사이의 상이한 크기의 간격과 본체(17) 재료의 상이한 자기적 또는 전기적 특성들을 통해 생기는, 이제까지의 오류는 거의 제거된다. 하지만 특히, 온도 변동을 통해 생긴 소위 오프셋 드리프트(Offsetdrift)의 측정 결과에 대한 영향을 억제하는 것도 가능하다. 이를 위해서는, 측정코일이 오직 공기에 마주하여 측정될 때, 즉 크롬코팅도 다른 부품도 코일에 대해 마주하고있지 않을 때에 생기는 측정코일의 유도성 인덕턴스값이 또한 파악되어야한다. 이 측정값은 다음에서 먼저 공기값 L1∞으로써 표시된다. 그것은 유도성 인덕턴스값 L∞이 검정물체를 사용하여 결정된 후나 또는 바로 전에(가능한한 같은 시간에) 결정된다. 이 값 L1∞은 다음의 측정에서 항상 사용되는 기본값을 표시한다. 단독의 본체(17)를 개별적으로 측정하는 동안에, 위에서 언급된 소위 선측정 후나 또는 바로 전에, 즉 코일의 유도성 인덕턴스값 L0의 결정과 가급적 동시에 유도성 인덕턴스값 L10이 결정되는데, 이 결정은 측정 코일이 다시 공기에 대해 측정될 때 이루어진다. 그런 후에, 예를 들어, 마이크로 컴퓨터에서 차이가 ΔL0= L10－L1∞발생한다. 이 값 ΔL0을 사용해 이제 교정된 유도성 인덕턴스값 L0 *= L0－ΔL0이 산출된다. 유도성 인덕턴스 Lx를 측정할 때도 교정된 측정값 Lx *을 구하는 것이 바람직하다. 여기에서 시간적으로는 위에서 언급된 소위 재측정 바로 전이나 후에 즉, 값 Lx을 결정한 바로 전이나 후에, L1x로 지칭될, 공기에 대한 코일의유도성 인덕턴스값이 파악된다. 공기에 대한 코일의 값은, 소위 선측정과 소위 재측정 시에 있어 시간적 차이 및 공기에 대한 코일의 유도성 인덕턴스값의 파악들 사이의 온도 변동이 있을 수 있기 때문에, 여기에서 다시 한 번 결정되어야 한다. 일단 결정된 소위 처음의 공기값 L1∞은 유도성 인덕턴스값 L0또는 유도성 인덕턴스값 Lx의 교정시, 보다 길어진 시간대에서도 사용될 수 있다. 크롬코팅에 대해서만 측정의 유도성 인덕턴스값을 묘사하는, 유도성 인덕턴스값 L∞은, 단지 간격을 두고 파악되어 보다 길어진 시간 동안 데이터 축적장치에 저장되어도 충분하다. 하지만, 예를 들어, 측정코일과 측정대상 사이에 간격의 느린 그리고 계속적인 변화(예를 들어 마모로 인한)를 고려하기 위해, 유도성 인덕턴스값 L∞이 새로 수용될 경우에는, 또한 동시에 소위 처음의 공기값 L1∞이 수정되어야 한다. 이제 규격값 형성에서는 측정 결과의 온도 변동으로 야기되는 오프셋 드리프트도 고려하기 위해서, 방정식 2가 사용될 수 있다.By using Equation (1), the present erroneous errors, which arise due to the different magnitude of the gap between the measurement coil and the coating to be determined and the different magnetic or electrical properties of the material of the body (17), are largely eliminated. In particular, however, it is also possible to suppress the influence of the so-called offset drift caused by the temperature fluctuation on the measurement result. To this end, the value of the inductive inductance of the measuring coil, which occurs when the measuring coil is measured against the air only, i.e. when neither the chromium coating nor the other part is facing the coil, must also be grasped. This measurement is represented first by the air value L1 ∞ in the following. It is determined whether or not the inductive inductance value L [ infinity] has been determined using the black object (or at the same time as possible). This value L1 ∞ indicates the default value that is always used in the following measurements. While individually measuring the body 17, the inductive inductance value L1 0 is determined after or immediately before the so-called line measurement mentioned above, i.e., at the same time as the determination of the inductive inductance value L 0 of the coil, Is made when the measuring coil is again measured against the air. Then, for example, in a microcomputer, a difference ΔL 0 = L 0 -L 1 ∞ occurs. If this value is 0 by using the ΔL Now the corrected inductive inductance value L 0 * = L 0 -ΔL 0 is calculated. It is also desirable to obtain the calibrated measured value L x * when measuring the inductive inductance L x . Here, the inductive inductance value of the coil with respect to air, which will be referred to as L1 x just before or after the so-called remeasurement mentioned above, that is, just before or after the determination of the value L x , is known. The value of the coil for air should be determined once again here, since there may be a temperature variation between the so-called line measurement and the time difference between the so-called remeasurement and the identification of the inductive inductance value of the coil with respect to air do. Once determined, the so-called initial air value L1 < RTI ID = 0.0 > ∞ < / RTI > can be used at longer time periods when calibrating the inductive inductance value L 0 or the inductive inductance value L x . The inductive inductance value L < [ lambda] & gt ;, which describes the inductive inductance value of the measurement only for the chromium coating, is only spaced apart and may be stored in the data storage device for a longer period of time. However, for example, in the case to take into account the interval slow and continuous changes (e.g. due to wear) of between measuring coil and the measurement object, an inductive inductance value L ∞ is the newly accepted, and at the same time the so-called first Lt; RTI ID = 0.0 > L1 < / RTI > Equation 2 can now be used to account for the offset drift caused by the temperature variation of the measurement result in the standard value formation.
센서 교환시 유도성 인덕턴스값 L∞과 L1∞은 새로 파악되어야 한다. 선-그리고 재측정 사이의 기간에서 행해진 교환의 경우에는 재측정시에는 예전의 관련값 L1∞이 사용되어야 한다.The inductive inductance values L ∞ and L1 ∞ should be newly detected when the sensor is exchanged. In the case of the exchange performed during the period between the line and the remeasurement, the old relevant value L1 ∞ should be used for remeasurement.
본체(17)용의 많은 재료에 있어서는, 보다 긴 시간경과에서 관찰되는 본체 재료의 전기적 그리고 자기적 값들은 변한다. 이 드리프트는 재료의 특성이외에 크롬도금 전에 실행되는 개별적 열취급에도 좌우되기 때문에, 이 변화는, 다시말해, 드리프트는 결정되어야 하는 각각의 측정체에 있어서 상이한 크기로 나타날 수 있다. 검정 특성곡선을 채택하기 위해, 도 4 참조, 도 8에서 묘사되어 있는 것처럼, 검정물체가 제조된다. 검정물체(30)는 두 개의 정면(31, 32)을 갖는다. 측정표면(31)은 여기에서 코팅되지 않은 본체물질로 구성되어 있으며 측정표면(32)는 크롬코팅이 되어 있다. 하지만, 두 개의 측정표면(31, 32)은 동일한 형태이다. 측정표면(32)위에 칠해지는, 크롬코팅의 두께는 알려져 있다. 비록 본체물질의 전기적 그리고 자기적 특성이 노화과정에 따라 변한다 하더라도, 검정시 이 검정물체(30)를 사용해 결정된 규격값은 변화 받지 않거나 또는 영향이 중요하지 않을 뿐이다. 바람직하게 여기에서는 전체 검정물체에 대해 본체물질의 자기적 그리고 전기적 특성이 균질적으로 변화한다고 가정한다.For many materials for the body 17, the electrical and magnetic values of the body material observed over a longer period of time change. Since this drift is dependent on the individual thermal handling performed prior to chrome plating in addition to the material properties, this change can be seen as a different magnitude for each of the measuring objects, i.e. the drift should be determined. To adopt a calibration curve, a black object is produced as depicted in Figure 4, Figure 8. The black object 30 has two front faces 31, 32. The measuring surface 31 is here comprised of a non-coated body material and the measuring surface 32 is chrome-coated. However, the two measuring surfaces 31, 32 are of the same shape. The thickness of the chrome coating, which is painted over the measurement surface 32, is known. Although the electrical and magnetic properties of the body material vary with the aging process, the specification values determined using this calibration object 30 during calibration are unchanged or unimportant. Preferably here, it is assumed that the magnetic and electrical properties of the body material change homogeneously with respect to the entire black body.
다음에서는 개별적 측정-그리고 산출 단계가 도 5의 도식에 따라 다시 한 번 정리될 것이다. 측정 방법은, 대략 설명하자면, 소위 검정값 파악, 소위 선측정 그리고 소위 재측정의 세 단계로 진행한다. 검정값 파악시에는 유도성 인덕턴스값 L∞이 파악되고, 이 값은 전적으로 두께를 구하려는 재료(또는 그것의 대체소재)에 대해서만 결정되는데, 이때 검정물체의 두께는 특히 측정 코일의 교번 자계의 침투 깊이보다 더 크게한다. 그런후, 가능한한 값 L∞의 파악 시점에서 공기에 대한 측정 코일의 유도성 인덕턴스값을 나타내는, 유도성 인덕턴스값 L∞이 결정된다.In the following, the individual measurements - and the output steps, will be rearranged once again according to the scheme of FIG. The measurement method, roughly speaking, proceeds to the so-called calibration value determination, so-called line measurement and so-called re-measurement. When determining the calibration value, the inductive inductance value L ∞ is determined, and this value is determined solely for the material (or its replacement material) for which the thickness is to be determined, in which case the thickness of the black object depends on the penetration depth . Then, the inductive inductance value L ?, Which represents the inductive inductance value of the measurement coil with respect to air at the grasping point of the value L ? As much as possible, is determined.
이제 소위 선측정 단계를 시작한다 :Now start the so-called line measurement phase:
3. 공기 L10에 대한 코일의 실제 유도성 인덕턴스값의 파악.3. Identification of the actual inductive inductance value of the coil for air L1 0 .
4. 차이 형성 ΔL0= L10- L1∞ 4. Difference Formation ΔL 0 = L1 0 - L1 ∞
5. 유도성 인덕턴스값 L0즉, 코팅되지 않은 본체에 대한 유도성 인덕턴스의 결정.5. Inductance inductance value L 0, that is, determination of inductive inductance for an uncoated body.
6. 차이 형성 L0 *= L0- ΔL0에 해당되는 교정값 L0 *의 결정.6. Determination of the calibration value L 0 * corresponding to the difference formation L 0 * = L 0 - ΔL 0 .
이제 소위 재측정의 산출 단계가 실행된다:The calculation step of the so-called re-measurement is now carried out:
7. 공기 L1x에 대한 코일의 유도성 인덕턴스값의 결정.7. Determine the inductive inductance value of the coil for air L1 x .
8. 차이 ΔL0= L1x- L1∞형성.8. Difference ΔL 0 = L1 x - L1 ∞ formation.
9. 유도성 인덕턴스값 Lx의 결정.9. Determination of inductive inductance value L x .
10. 차이형성을 통한 교정값 Lx *의 결정 : Lx *= Lx- ΔLx 10. Determination of the calibration value L x * by means of the difference formation: L x * = L x - ΔL x
11. 값 L∞, 그리고 Lx *또는 L0 *을 사용한 방정식에 해당하는 규격값 산출 실행.11. Execute calculation of the standard value corresponding to the equation using the value L ∞ , and L x * or L 0 * .
12. 11에서 결정된 규격값의 검정곡선을 사용한 코팅 두께로의 변화.12. Change to coating thickness using the calibration curve of the standard value determined in 11.
변형된 방법의 경우, 유도성 인덕턴스값 L0은, 이를 위해 개별적으로 각각의 부품에 있어서 더 이상 결정되는 것이 아니라, 검정요소를 사용하여 측정되고 저장된다. 하지만 이 검정부품은 그것의 전기적 그리고 자기적 특성들은 장치의 작동기간 동안에 변해서는 안된다. 유도성 인덕턴스값 L∞은 위에서 설명한대로 결정된다. 다음에서는 도 7에 해당하는 측정단계가 설명될 것인데, 이때 단순화를 위해 그리고 이해하기 쉽도록 온도 드리프트(변동)의 교정은 고려되지 않는다. 이 변형방법을 위해서는, 각각의 재료에 대해 도 6과 유사한 자체의 변화검정 곡선을 채택할 필요가 있는데, 그 각 특성곡선에는 단계 1에서 사용된 것과 같은 검정요소들이 사용된 것이다.In the case of the modified method, the inductive inductance value L 0 is measured and stored using the test elements, not separately determined for each part separately for this purpose. However, the electrical and magnetic properties of this test part shall not change during the operation of the device. The inductive inductance value L ? Is determined as described above. In the following, the measurement steps corresponding to FIG. 7 will be described, in which calibration of the temperature drift (fluctuation) is not considered for simplicity and ease of understanding. For this variant, it is necessary to adopt its own variation curve similar to that of FIG. 6 for each material, in which each characteristic curve uses the same black elements as those used in step 1.
단계 1 :Step 1:
1. 유도성 인덕턴스값 L∞의 수용 그리고 데이터 축적장치에 저장.1. Acceptance of inductive inductance value L ∞ and stored in a data accumulator.
2. 검정요소에 대한 유도성 인덕턴스값 L0의 수용 그리고 데이터 축적장치에 저장.2. Acceptance of the inductive inductance value L 0 for the black element and stored in a data accumulator.
단계 2 :Step 2:
3. 코팅되지 않은 부품에 유도성 인덕턴스값 L0의 결정.3. Determine inductive inductance value L 0 for uncoated parts.
4. 코팅두께 '0'에서 방정식 1을 사용한 규격값 Me의 산출.4. Calculate the standard value Me using Equation 1 at coating thickness '0'.
5. 도 6에 있어서 재료에 관련된 변화검정 곡선의 선택.5. Selection of a change assay curve related to the material in Fig.
단계 3 :Step 3:
6. 코팅된 부품에 유도성 인덕턴스값 Lx의 결정.6. Determine the inductive inductance value L x on the coated part.
7. 방정식 1을 사용한 규격값의 산출.7. Calculation of specification value using equation 1.
8. 규격값의 선택된 검정곡선을 사용하여 코팅두께 값으로의 전환.8. Conversion to coating thickness values using selected calibration curves of nominal values.
주의해야 할 것은 현 기술에서 사용된 와전류 방법 또는 유도 방법에 대한 방법에 있어서, 측정 코일은, 예를 들어, 4㎒의 고주파 교류에 의해 관류되는 것이다. 그때 보다 작은 코일 유도성 인덕턴스가 발생한다. 그것은 어떠한 코일 코어(coil core)도 필요하지 않기 때문에, 가변적이고 가격이 저렴한 설치방식이 가능하다.It should be noted that, in the method of the eddy current method or the induction method used in the present technique, the measuring coil is perfused by, for example, a 4 MHz high frequency alternating current. A smaller coil inductive inductance then occurs. It does not require any coil core, so a flexible, low-cost installation method is possible.
소위 다중화기를 사용하여 단시간에 많은 측정 부품들을 측정할 수 있는 것이 가능하다. 여기에 많은 측정 코일들은 동시에 결정되어야 할 측정 표면들에 첨가된다. 이 측정 표면들은 다중화기를 사용해 측정 브리지(measuring bridge)에 의해 단시간적으로 차례로 정밀 검사된다. 위에서 언급된, 예를 들어, 4㎒의 높은 측정 주파수를 사용해 유도성 인덕턴스값이 결정된다고 하더라도, 이것은 가능하다.It is possible to measure a large number of measurement parts in a short time using a so-called multiplexer. Here, many measurement coils are added to the measurement surfaces that must be determined at the same time. These measuring surfaces are sequentially inspected in a short time sequence by a measuring bridge using a multiplexer. Although the inductance inductance value is determined using the above-mentioned high measuring frequency of, for example, 4 MHz, this is possible.
도 9에서는 도 1에서의 구조적 장치에 대한 추가 형태를 묘사한다. 방법에서 설명된 유도성 인덕턴스값 L0의 파악도(코팅되지 않은 부품에 대한 코일 측정) 또한 분리된 두 번째 측정코일(40)을 이용해 실행할 수 있다. 이를 위해서는 크롬도금 후에, 즉 두께를 측정해야 하는 코팅을 칠한후에, 주시해야 하는 부품의 표면위에는 아직 코팅되지 않은 부분이 있어야 한다. 도 9에 묘사된 부품(41)에는 보빈(bobbin)(42)의 돌출부(44)가 부품(41)의 구멍(43)안으로 돌출되어 있다. 구멍(43)의 벽은 여기에서는 결정해야 하는 크롬 코팅으로 덮혀있지 않다. 결정되어야 하는 크롬코팅에 대해서는 측정코일(14)을 이용해 동시에 측정이 이루어질 수 있는 반면에, 코일(40)을 이용해 본체의 전기적 그리고 자기적 특성이 결정될 수 있다. 이 센서에 의하여, 부품은 단지 한 번만 센서 위에 위치될 필요가 있으며, 이에 의해 실행시간은 더욱 짧아질 수 있다.FIG. 9 depicts an additional form of the structural arrangement in FIG. The grasp diagram of the inductive inductance value L 0 described in the method (coil measurement for uncoated parts) can also be performed using a separate second measuring coil 40. To do this, after chromium plating, that is, after coating a coating that needs to be measured for thickness, there must be a part that is not yet coated on the surface of the part to be observed. The protruding portion 44 of the bobbin 42 protrudes into the hole 43 of the component 41 in the component 41 depicted in Fig. The wall of the hole 43 is not covered with a chromium coating, which has to be determined here. For the chromium coating to be determined, the measurement can be made simultaneously using the measuring coil 14, while the electrical and magnetic properties of the body can be determined using the coil 40. With this sensor, the part needs to be positioned only once on the sensor, which can further shorten the execution time.
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